西气东输冀宁管道调度运行操作手册-正文文档格式.doc

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1.2编制依据

本手册编制参考了以下文献：

1）冀宁联络线初步设计总说明

2）冀宁联络线工程初步设计（0版）

3）西气东输管道企业标准之技术标准文件

4）西气东输冀宁联络线工艺管道及仪表流程图

5）GB17820-1999《天然气》

6）SY/T5922-2003天然气管道运行规范

7）SY/T6233-2002天然气管道试运投产规范

8）SY/T6186-1996石油天然气管道安全规范

1.3冀宁管道简介

1.3.1线路

1.3.1.1概述

西气东输冀宁管道工程纵贯江苏、山东、河北三省，南接西气东输管道青山分输清管站，北连陕京二线输气管道安平分输站。

是规模最大的南北走向的输气管道，具有输气、保安供气和调气三大功能。

作为西气东输的后备保障线，它的建成不仅可以向沿线地区输送清洁、优质、高效的绿色能源，同时，可以实现陕京二线与西气东输的联络调配，使长江三角洲和环渤海两大区域管网实现气源多元化、输气网络化、供气稳定化和管理自动化。

管道全线设计压力10.0MPa，最大设计输量为110×

108Nm3/a，干线长度约为886km，大部分采用X70的钢管。

干线管道中，青山～泰安段管径为Φ711mm，长度为603.55km，Φ711的输气管道在二、三级地区使用螺旋缝埋弧焊钢管，四级地区使用直缝埋弧焊钢管；

泰安～安平段管径为Φ1016mm，管道长度为282.45km。

管径为Φ1016的输气管道在二级地区使用螺旋缝埋弧焊钢管、三级地区使用直缝埋弧焊钢管。

西气东输冀宁管道工程目前建设和设计的支线6条：

分别为德州～德州末支线、德州～武城支线、曲阜～济宁支线、邳州～徐州支线、邳州～连云港支线、滕州～临沂支线。

各支线首站和干线站场合建，6条支线站场共7座。

德州～德州末站支线线路全长15.111km，设计输量4.5×

108Nm3/a，管径Φ219.1，设计压力6.3MPa，设1座站场即德州末站。

德州～武城支线线路全长17.485km，设计输量为2×

108Nm3/a，管径Φ168.3，设计压力6.3MPa，设1座站场即武城末站。

曲阜～济宁支线线路全长36.887km，设计输量7.5×

108Nm3/a，管径Φ323.9，设计压力6.3MPa，设2座站场即小雪分输站、济宁分输站。

邳州～徐州支线线路全长55.116km，设计输量11.79×

108Nm3/a，管径Φ610，设计压力10MPa，设1座站场即徐州分输站，设线路截断阀室2座。

邳州～连云港支线线路全长139.869km设计输量为4.4×

108Nm3/a，管径Φ610，设计压力10MPa，设1座站场即连云港分输站，设线路截断阀室6座。

滕州～临沂支线线路全长87.386km，设计输量为6.5×

108Nm3/a，管径Φ406.4，设计压力6.3MPa，设1座站场即临沂分输站，设线路截断阀室3座。

1.3.1.2沿线地质和气象情况

西气东输冀宁管道沿途经过河北、山东和江苏三省，连接了长江三角洲和环渤海地区两大经济发展区域，在江苏省境内，管道先后经过扬州、淮安、徐州等苏北重镇，并先后3次穿越京杭大运河，与京杭大运河蜿蜒伴行。

在山东省境内，管道先后经过曲阜和泰山，并在济南市长清区穿越黄河。

管道所经地区经济发达，人杰地灵，历史文化源远流长。

西气东输冀宁管道线路距离比较长，沿线气象及地温情况变化大，最低平均地温为14.5℃（山东德州地区），最大冻土厚度为28cm（邳州），年均最大降水量（扬州）为1042.0mm。

1.3.1.3管道保护

西气东输冀宁管道防腐采用外防腐涂层加强制电流阴极保护的联合保护方式，特殊地段采用牺牲阳极辅助保护。

管道外防腐层采用三层结构PE防腐层，采用热收缩套（带）作为补口材料，热煨弯头的外防腐采用液体环氧涂料和双层熔结环氧粉末（双层FBE）两种方式。

管道采用环氧粉末做内涂层。

全线共设有9座阴极保护站：

表1-1阴极保护站分布

序号

阴极保护站名称

所在位置

里程

恒电位仪规格

电源

1

青山阴极保护站

青山站

10A/40V

AC

2

高邮阴极保护站

B007阀室

110.83

10A/24V

DC

3

淮安阴极保护站

淮安分输站

205.05

4

宿豫阴极保护站

B018阀室

313.41

5

枣庄阴极保护站

枣庄分输清管站

430.08

6

曲阜阴极保护站

曲阜分输压气站

518.87

7

济南阴极保护站

济南分输站

646.55

8

德州阴极保护站

德州分输清管站

750.94

9

安平阴极保护站

安平压气站

886

其中青山阴极保护站、淮安阴极保护站、枣庄阴极保护站、曲阜阴极保护站、济南阴极保护站、德州阴极保护站、安平阴极保护站设在各站场内，阴极保护设备电源采用交流电源。

高邮阴极保护站、宿豫阴极保护站分别与B007阀室、B018阀室合建，阴极保护设备电源采用直流电源。

青山阴极保护站、淮安阴极保护站、枣庄阴极保护站、曲阜阴极保护站、济南阴极保护站、德州阴极保护站、安平阴极保护站采用交流型恒电位仪；

B007阀室阴极保护站、B018阀室阴极保护站采用直流型恒电位仪

1.3.2站场

1.3.2.1干线站场

西气东输冀宁管道干线共设工艺站场13座和线路截断阀室39座，其中压气站1座。

压气站和分输站、分输清管站均按有人值守，无人操作设计。

由南向北依次为：

青山站（属西气东输干线站场）、扬州分输站、江都分输清管站、淮安分输站、宿迁分输清管站、邳州分输站、枣庄分输清管站、滕州分输站、曲阜分输站、泰安分输清管站、济南分输站、德州分输站、衡水分输站和安平分输压气站。

1.3.2.2支干线站场

西气东输冀宁管道工程目前在建6条支线共7座站场，分别是：

济宁分输站、临沂分输站、武城分输站、连云港分输站、德州末分输站、小雪分输站、徐州分输站。

1.3.3天然气

1.3.3.1气源和及管道的逐年供气量

冀宁管线气源分3个阶段如下：

（1）第一阶段，2005年～2006年，由陕京二线管道（长庆气田天然气）通过冀宁管线向山东地区输气。

天然气为长庆气田天然气。

（2）第二阶段，2006年～2008年，气源来自陕京二线和西气东输管道两个方向。

该阶段，西气东输仍有富余供气能力，陕京二线也已建成。

天然气为塔里木天然气和长庆气田天然气。

（3）第三阶段，2008年以后，气源来自陕京二线、俄气等北方气源，此时西气东输管道已达到满输，无富余供气能力，向联络线沿线输气以及向西气东输保安供气的气源只能由陕京二线或俄气解决。

此时天然气主要为长庆气田天然气或俄罗斯天然气（俄气）或规划中的华东LNG项目。

输气工况下，冀宁管线的气源调配方案见表1-2。

表1-2历年冀宁管线的气源调配方案单位：

108Nm3/a

年份

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

联络线需求量

17.86

32.09

39.39

54.20

64.35

70.27

75.97

81.47

86.76

91.64

西气东输供气量

16

23.36

10.97

-

俄气来气量

15.4

29.9

41

59

陕京二线供气

1.86

8.73

28.42

60.57

51.57

45.76

32.64

1.3.3.2天然气组分及主要物性

进入西气东输管道成品天然气气质必须符合《天然气》（GB17820－1999）规范规定的Ⅱ级标准要求，高位发热量>

31.4MJ/m3，总硫含量≤200mg/m3，硫化氢含量≤20mg/m3，水露点应比输送条件（2.5～10MPa）下最低环境温度低5℃，烃露点低于或等于最低环境温度，以满足本管道在增压、输送过程中无凝析水和液烃出现。

塔里木气田天然气组分及主要物性

1）天然气组分

根据塔里木气田的初步开发方案，进入管道的天然气由克拉2气田、英买7处理站和吉拉克处理站的外输气组成，天然气组分见表1-3。

表1-3塔里木气田天然气的组分

组分

C1

C2

C3

C4

C5

C6+

CO2

N2

Mol%

96.1

1.74

0.58

0.28

0.03

0.09

0.62

0.56

2）天然气主要物性

塔里木天然气物性见表1-4。

表1-4塔里木气田天然气物性

水露点

烃露点

低发热值

高发热值

-10℃

34.81MJ/m3

38.62MJ/m3

长庆气田天然气组分及主要物性

从靖边压气站进入管道的长庆气田气体的组分见表1-5。

表1-5长庆气田天然气组分

组分

He

H2S

96.12

0.501

0.118

0.033

0.012

0.147

2.6

0.018

6.13mg/m3

2）天然气主要物性

长庆天然气物性见表1-6。

表1-6长庆气田天然气物性

32.72MJ/m3

36.31MJ/m3

1.3.4市场

冀宁管线天然气目标市场量预计：

2006年天然气需求量为10.56×

108Nm3，2010年天然气需求量为64.55×

108Nm3，2015年天然气需求量为91.74×

108Nm3，详见表1-7。

表1-7冀宁管线沿线市场总的需求量单位：

108Nm3

地点

2005年

2006年

2007年

2008年

2009年

2010年

2011年

2012年

2013年

2014年

2015年

山东省

5.96

10.60

20.82

25.72

38.13

45.11

48.57

51.63

54.78

57.84

61.00

江苏省

4.1

7.26

11.27

13.67

16.07

19.24

21.7

24.34

26.69

28.92

30.64

合计

10.06

17.86

32.09

39.39

54.20

64.35

70.27

75.97

81.47

86.76

91.64

1.3.5电气系统

1.3.5.1概述

西气东输冀宁管道沿线地形复杂。

干线全长约886km，共有20处用电点：

包括压气站1座、分输站7座、分输清管站5座、独立RTU阀室5座，2座与阴极保护站合建RTU阀室。

沿线所经区域的供电分别由华北电网和华东电网覆盖，归属仪征、扬州、江都、宿豫、邳州、永安、山亭、曲阜、泰安、长青、武城县、衡水市等13家电力公司管辖。

地区电网较为发达，电力供应较为充足，均能提供可靠、经济的外部电源条件，能满足工艺站场用电的要求。

多数地方都能提供可靠、经济的外部电源条件，基本能满足工艺站场用电的要求。

1.3.5.2各站场电气系统运行方式

1）安平分输压气站：

一期分输站阶段：

采用10kV单电源加1台备用自动化天然气发电机组，0.4kV侧为单母线接线方式，1台10/0.4kV变压器；

正常时由市电供电，当市电停电或变压器故障退出时，备用天然气发电机组自起动，并自动投入，向站内全部负荷供电。

二期压气站阶段：

采用110kV双电源、双变压器，110kV侧内桥接线方式，2台110/10kV主变，10kV侧为单母线分段接线方式，2台10/0.4kV站变；

正常时，110kV双电源一用一热备，一台变压器带全部负荷用电。

当保安调气两台压缩机工作时，两台主变并联运行带站内全部负荷运行。

当一个电源故障时，另一个电源带全部站内负荷运行；

当一台主变压器有故障退出时，另一台主变压器提供站内全部一、二级负荷用电。

2）青山站：

一路电源引自低压配电间的备用回路至就地防爆配电箱，由防爆配电箱负责为整个工艺设备区供电。

通信新增设备就近引接电源。

3）扬州分输站、淮安分输站、宿迁分输清管站、邳州分输站、枣庄分输清管站、滕州分输站、曲阜分输站、泰安分输清管站、济南分输站、德州分输站：

采用10kV单电源加一台备用自动化天然气发电机组，0.4kV侧为单母线接线方式，一台10/0.4kV变压器；

正常时由市电供电，当市电停电或变压器故障退出时，备用天然气发电机组自起动，并自动投入，向站内全部负荷供电

4）江都分输清管站：

采用双路10kV电源，线路变压器组接线方式，0.4kV侧为单母线接线方式，两路电源一用一备。

当一路电源停电或变压器故障时，另一路电源自动投入向全站负荷供电。

主接线见《供配电》（储-3707）附图；

5）线路RTU截断阀室及合建阀室：

采用TEG供站内自控、通信、阴保、照明等负荷用电。

1.3.6通讯系统

1.3.6.1概述

西气东输冀宁管道工程通信采用光通信作为主用通信方式，公网PSTN拨号通信方式做为备用通信方式；

随天然气管道同沟敷设1根硅芯管并在其中吹入1根48芯管道光缆，除满足本工程自身光通信业务需求，还为未来的光通信市场提供宝贵的路由资源。

1.3.6.2通信系统组成

根据西气东输管道工程对通信的实际要求，通信系统包括7种业务。

业务种类和基本要求见表1-8。

表1-8全线通信的业务种类和要求

业务种类

基本要求

SCADA数据传输

9.6kbps～32kbps，双向传输，固定信道。

地震监测数据传输

9.6kbps双向传输，固定信道。

生产调度电话

用于生产管理和指挥，语音清晰。

工业电视

提供本地和远程监控

行政电话和传真

站间可直拨通话、收发传真，语音不劣于长话质量。

会议电视/电话

不定期业务，画面质量高，语音不劣于长话质量。

应急通信

为管道沿线抢险、救灾提供随时的语音通信。

1）调度通信系统

西气东输冀宁管道工程调度通信系统依靠光通信电路，依托西气东输上海调控中心调度主机，在有人站场设调度电话，组成调度通信系统，用于生产调度指挥。

2）电话交换系统

西气东输冀宁管道工程行政电话系统（包括传真）依靠光缆电路和地面公网。

在淮安分输站设48门IAD软交换终端，在冀鲁管理处、苏北管理处设48门IAD软交换终端，在其它有人站设置24门IAD软交换终端，组成行政电话交换系统，用于日常行政管理。

3）工业电视与站场安全防范系统

本工程在各有人工艺站场（含压气站）设工业电视与安全防范系统。

安全防范系统由周界防越报警系统和可视对讲系统构成。

用来监视压缩机厂房、工艺装置区和站场环境安全以及增强各站场防盗功能。

工业电视监控系统在各有人工艺站场设站场级监控，在上海调控中心设中心级监控，图像远程传输利用光通信信道，实现调控中心的远程监控。

4）会议电视/电话系统

会议电视系统采用公网DDN电路连接，利用上海调控中心主会场的多点控制单元（MCU），在冀鲁管理处、苏北管理处各会场设标准会议电视终端。

会议电话系统利用上海调控中心的会议电话汇接机，在各有人工艺站场设立会议电话终端，利用光通信信道组成会议电话系统，用于生产管理。

5）备用通信

备用通信采用公网PSTN拨号通信方式。

6）有线电视系统

为丰富站场值班人员的业余文化生活，在各有人值守工艺站场设有线电视系统。

有人工艺站场就近接入当地有线电视网。

7）应急通信

应急通信为管道巡线抢修和站场巡检提供移动话音通信，其中管道巡线话音通信采用公网移动电话结合全球通卫星移动电话方式，站场巡检话音通信采用防爆无线对讲机。

1.3.7SCADA系统

1.3.7.1概述

西气东输冀宁管道采用SCADA系统来完成对全线各工艺站场的监控和管理等任务。

SCADA系统由调度控制中心和位于沿线各工艺站场、远控线路截断阀室的远程监控站SCS或RTU以及用于数据传输的通信系统组成。

SCADA系统具备下列三级操作模式：

第一级：

调度控制中心集中监视、调度与管理；

第二级：

各工艺站场站控制系统（SCS与RTU）自动/手动控制；

第三级：

站场单体设备就地手动操作控制。

在正常情况下，由调度控制中心对全线进行监视与管理，操作人员在调度控制中心通过SCADA系统操作员工作站完成对全线的监视、操作与管理。

通常情况下，沿线各站控制无须人工干预，各工艺站场的SCS和RTU在调度控制中心的统一指挥下完成各自的监控工作。

控制权限由调度控制中心确定，经调度控制中心授权后，才允许操作人员通过SCS或RTU对该站进行授权范围内的操作。

当数据通信系统发生故障时，SCS和RTU可自动独立完成对本站的监视控制。

当进行设备检修或紧急停车时，可采用就地控制方式。

SCADA系统的主要功能是对全线工艺过程变量和设备运行状态进行数据采集、数据处理及历史数据存储，对生产过程进行监视和管理，并在专用应用软件支持下进行全线动态模拟分析，实现输气管道安全、平稳、经济及优化运行。

西气东输冀宁管道采用SCADA系统实现全线的自动化监控和调度管理，其中SCADA系统软件采用德国Cegelec公司开发的Viewstar2000系统，站控系统采用ModiconQuantumPLC系统，RTU采用ModiconCompaxPLC。

1.3.7.2上海控制中心

冀宁管线不设置新的调度控制中心，全线的调控中心按利用西气东输管道主调度控制中心和备用控制中心考虑，只增加相关硬件设备和对软件进行改造。

上海控制中心SCADA系统配置2台服务器（同时作为实时数据服务器和历史数据服务器）、1台工程师工作站、2台操作员工作站、1台模拟仿真服务器和1套模拟培训系统、2台交换机、2台路由器。

上海控制中心可完成以下主要功能：

数据采集和处理、工艺流程的动态显示、报警显示、报警管理、事件的查询、打印、实进数据和历史数据的采集、归档、管理及趋势显示、生产统计报表的生成和打印、标准组态应用软件和用户生成的应用软件的执行、管线泄漏检测及定位、清管器跟踪、天然气的输量预测和计划、组份追踪、模拟培训、安全保护、输气过程优化、压缩机组的故障诊断和分析、SCADA系统诊断、仪表的故障诊断和分析、网络监视及管理、数据通信信道监视及管理、客户信息管理。

1.3.7.3站控系统

冀宁管道干线在工艺站场设置站控系统，共计13座。

站控系统主要由站控计算机系统、过程控制单元、操作员工作站与数据通信接口等构成。

过程控制单元采用可靠性高，功能齐全的可编程序逻辑控制器（PLC）。

做为人机接口的操作员工作站采用工业级的微型计算机。

可编程序逻辑控制器（PLC）主要由处理器CPU（冗余配置）、I/O系统、网络通信系统、电源与安装附件等构成。

各站控系统的ESD系统采用相对独立的控制单元。

为保证系统的可靠性，ESD系统的处理器、I/O系统、网络通信系统等按热备冗余设计。

站控系统完成以下主要功能：

站控系统安装在各工艺站场的站控制室内。

它们不但能独立完成对所在站的数据采集和控制，而且将有关信息和数据传送给调度控制中心并接受其下达的命令。

1.3.7.4远控终端（RTU）

本工程将RTU用于远控线路截断阀室的监控（共9套），直接受调度控制中心的监控。

RTU可实现如下主要功能：

数据采集和处理，逻辑控制，接收控制中心发送的指令、向控制中心发送带时间标志的实时数据，自诊断功能，故障报警。

1.3.8流量计量

1.3.8.1贸易计量

冀宁管线各分输站贸易交接流量计的准确度等级按0.5级选型。

流量计口径在DN150以上时，采用气体超声波流量计，流量计口径在DN150以下时，采用气体涡轮流量计。

计量系统按1用1备或多用1备的方式配置。

每台流量计同时成套配置1台流量计算机。

将完成流量的指示、累计、存储等功能，并将有关信息通过数据通信接口传送到SCS并上传至调度控制中心。

为保证各分输站用气低峰及投产初期低流量时计量的准确性，根据计算在扬州分输站、江都分输清管站、淮安分输站、邳州分输站增加小口径流量计量设备，流量计的选型与各站原设计中选用的类型一致。

在管线进气口处（安平站和青山站）设置天然气在线分析系统，即气相色谱分析仪，用于监测管输天然气的进气质量。

为满足贸易交接实现热值结算的要求，在青山站、泰安分输清管站、济南分输站、安平压气站、临沂末站设在线气相色谱分析仪。

在其它带有计量装置的分输站设置取样设备，并在济南站和淮安站配置小型便携式色谱分析仪，可对各站所取气样进行组分分析。

8.2自用气计量

站场自用气计量系统按橇装设计，计量回路按1用1备设置。

流量计采用气体腰轮或涡轮流量计。

2工艺系统描述与操作原则

2.1站场分类

根据冀宁管线各站场功能和特点，可将冀宁管线所有站场分为6类典型站场：

1）青山分输清管站

青山分输清管站既是西气东输干线的分输站，又是冀宁管线与西气东输干线的联络站场，属干线管理编制。

青山分输清管站具有天然气双向输送，以及对冀宁管线收发球操作的功能。

2）安平分输压气站

安平分输压气站，为冀宁管线与陕京二线的联络站场，具有天然气双向输送，及对冀宁管线收发球操作的功能。

安平分输压气站还具有陕京二线供气增压输送至青山的功能，由于安平压缩机还未建设，因此本手册对增压功能暂不作论述。

3）中间分输站

包括扬州分输站、淮安分输